Name: how to administer near-infrared spectroscopy in critically ill neonates, infants, and children
Uploaded: 2020-08-19T14:00:00
Duration: 7 min 27 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children at JoVE.com

キャロル・チュルテンの言語編集に感謝します。このビデオの資金は受け取られなかった。NBはデュースブルク・エッセン大学の医学部から内部研究助成金(IFORES)を受けました。

NIRSは病院の臨床ルーチンの一部として行われます。先天性心不全能力ネットワーク(http://www.kompetenznetz-ahf.de)、小児心臓麻酔作業部会、ドイツ心臓血管工学会25の品質保証範囲内での小児心臓手術介入に推奨されています。このプロトコルは、機関の人間の研究倫理委員会のガイドラインに従います。私たちは、ビデオに登場する各乳児の両親から資料の撮影と公開に関する書面によるインフォームド・コンセントを得ました。私たちが提示するプロトコルは、病院での臨床実践に対応し、あらゆる年齢の乳児および子供に適用されます。特定の年齢グループに特別な懸念がある場合は、プロトコルのメモでこれを示します。
1. 準備
<ol><li>NIRSデバイスを接続して電源を入れます。デバイスの設定に従って患者のデータを入力します。</li>
	<li>患者の体重および使用目的の部位に応じて適切なプローブを選択します。重量範囲は、プローブのパッケージに与えられ、製造業者によって異なります(一般的な製造業者の重量範囲の概要については 、表1 を参照)。</li>
	<li>患者の皮膚が清潔で乾燥していることを確認して、最適な接着を行ってください。必要に応じて綿棒で肌を乾かします。皮膚が脆弱な場合は、十分に注意するか、または洗浄を省略してください。</li>
</ol>2. プローブを配置する
<ol><li>正しいプローブ位置を特定した後、プローブの中心を白いカバーの側面に向かって慎重に曲げて、外れ始めます。プローブの粘着性の表面に触れることなく、カバーをそっと剥がします。</li>
	<li>センサーをプローブの中央から側面に皮膚に置きます。プローブのエッジが皮膚にしっかりと接続されていることを確認します。プローブが切断されると、間違ったNIRS値が取得されます。明るい環境での切断は、偽の高い値を引き起こします。暗い環境での切断は、誤った低い値を引き起こします。 注意:皮膚病変を避けるために、プローブを非常に未熟または脆弱な皮膚に置かないでください。プローブを脆弱な皮膚に配置する必要がある場合は、皮膚とプローブの間にセロハンの層を使用するか、カバーをオンのままにします。プローブを固定する場合は、皮膚の灌流を損ない、誤った測定を引き起こす可能性がありますので、プローブに圧力をかけるのを避けてください(例えば、乳児の流量キャップまたはヘッドバンドを介して)。</li>
</ol>3. プローブの位置を選択します。
<ol><li>大脳: NIRSプローブを生後額の上の上方軌道領域に置き、前頭皮質から値を得ます。プローブを毛髪の上に置かないでください、前頭の正鼻、側頭筋、ネビ、優れた矢頭鼻腔、頭蓋内出血または他の異常は、測定を変更し得る可能性があり、その値は、局所組織の酸素化を表さない。2つのプローブの配置は、各額に1つは、臨床設定がこれを必要とする場合、両方の半球の選択的分析を可能にする。隣接するプローブは干渉を避けるために信号を交互に放出して測定します。 注:rSO2 値は、プローブの下の組織の酸素化状態のみを反映しています - 脳のような大きな器官の場合、得られた値は臓器全体の酸素化状態を反映していません。</li>
	<li>体性: 対象領域の上の位置を選択します。脂肪沈着、髪、骨を避けてください。プローブをネビ、血腫、皮膚の負傷の上に置かないでください。NIRS信号の深さは約2.5cmであることを常に覚えておいてください - 目的の器官がプローブから遠く離れている場合、それは分析できません。腎または肝性NIRSの場合は、正しい配置を確実にするために超音波を使用してください。<ol>
<li>腎臓:プローブを配置する前に、後頭座矢超音波検査を介して腎臓を見つけます。皮膚から臓器間までの距離が、プローブの最大深さを超えないようにしてください。 注:超音波の使用は、最小限の取り扱い原則(例えば、非常に早産児)に干渉する可能性があります。</li>
		<li>腸:プローブを対象領域(例えば、臍の下、右または左下の象限)に配置します。 注:腹部の空気または液体の自由は、所望の臓器の組織酸素化を測定することができないことができます。</li>
		<li>肝臓: 肝臓の上にプローブを配置します。可能であれば、超音波で位置を確認してください。間違った臓器の測定を避けるために、プローブの下の肝臓組織が少なくとも放出された光が浸透するのと同じくらい深く(選択されたプローブによると1〜3cm)であることを確認してください。</li>
		<li>足: プローブを足の足底部分に置きます。身体の最も遠い部分でNIRSを測定すると、低体温症、ショック患者、またはパルスオキシメトリーが機能しない状況での末梢灌流に関する情報が得られます。</li>
		<li>筋肉:目的の筋肉の上にプローブを配置します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. ベースラインの設定
<ol><li>プローブを配置してから1~2分後、デバイス上の対応するボタンを押してベースラインを設定する。ベースラインは、測定の開始点を反映します。各モニタリング対象領域における組織灌流の進化は、ベースライン値からの変化に依存することによって個別に観察され、解釈することができる。</li>
</ol>5. デバイスの問題や臨床合併症をチェックする
<ol><li>デバイスが不良記録品質を示している場合、または値が適切でない場合は、前述の手順がすべて正しく実行されていることを確認します。必要に応じて、プローブとプリアンプを交換し、すべての電気プラグ接点を確認します。</li>
	<li>センサーと接触に影響を与える可能性のある外部光源を確認します。邪魔な光源を除去できない場合は、プローブを軽く密に覆います。</li>
	<li>技術的な問題を排除した後、患者に臨床的合併症がないか確認してください。</li>
</ol>

著者らは開示するものは何もない。

この記事では、乳児と子供に脳と体性NIRSがどのようにセットアップされているかを説明します。脳NIRSは、特許管動脈閉鎖、界面活性剤投与、心臓手術および心肺バイパスなどの処置中に監視目的に使用されます。また、集中治療における重症患者のモニタリング、早産児における壊死性腸炎の予測、および低酸素虚血性脳症2、5、6、33、34、35、36、37、38、39、40の結果を予測するためにも使用される。また、NIRSは早産児17、18、19の酸素療法を指導するのを助けることができる。体細胞NIRSは、腎臓、スプランチ、全身灌流12、20、21を監視するのに役立ち、また肝臓移植中または肝臓移植後の合併症を検出するのに価値がある8、41、42。複数のプローブ(マルチサイトNIRS)の同時使用により、全身低灌流23,43の検出が容易になります。
NIRS測定が正確に機能するためには、適切なプローブと位置を選択することが重要です。脆弱な皮膚は、非粘着性プローブの使用を必要とする可能性があります(例えば、カバーを残すか、セロファンの層を粘着性側に取り付けることによって)。しかし、プローブ全体が皮膚としっかりと接触している必要があります。そうでない場合、センサーは信頼できる値を提供しません (図 4および図 8)。明るい環境では、プローブが皮膚にしっかりと取り付けられていない場合、偽の高暗環境の誤った低い値が発生します。記録品質が悪い場合(デバイスによって示される)または不可解な値の場合、トラブルシューティングは、上記の重要なステップが実行されているかどうかを確認することによって開始されます。問題が解決しない場合は、プローブとプリアンプを交換し、すべての電気プラグ接点を確認する必要があります。センサーに作用する外部光源も誤った値を引き起こす可能性があります。光不透過性のカバーでプローブを覆うことは、これを改善します。異常なNIRS値が持続する場合、合併症を排除するために患者を検査する必要があります。以下のパラメータを評価し、最適化する必要があります:動脈血圧、全身酸素化、pH、ヘモグロビン、脳酸素リターン(患者が心肺バイパス中の場合)44。
標準使用を変更する場合、可能なアプリケーションに制限はありません。皮膚がそのままであれば、関心のある任意の部位にNIRSプローブを配置することが可能です。複数のサイトから同時に値を導き出す、各特定の臨床または科学的な質問に従ってセットアップの多種多様を可能にする。たとえば、NIRSとマルチサイトNIRSは、クリティカルケアの外でも、運動12の間でも使用することができます。
アプリケーションと使いやすさにもかかわらず、rSO2 の測定には、値と曲線を解釈する際に考慮しなければならないいくつかの制限があります。測定される値は、32を使用したデバイスとセンサーによって異なります。したがって、絶対値は注意して解釈する必要があります - 参照値は、デバイスとセットアップ32間で簡単に転送することはできません。脳以外の臓器のrSO2 値は、個体間で大きく変化する30.しかし、1つの記録内であっても、プローブが切り離されて再び取り付けられた場合、値は最大6%変動する可能性があります。さらに、NIRS値は、治療低体温および投薬24などの介入によって変化される個人の代謝状態に依存する。
組織境界条件の変化 (手術による血液や空気の侵入など) も間違ったNIRS値を46にする。早産児の生後初期の日には、メコニウムから通常の便への移行は、便の吸収スペクトルを変化させ、測定された腸のrSO2 値47に影響を与える可能性がある。NIRSプローブを意図した場所以外の組織に配置すると、絶対値が不正確になりますが、トレンド7を監視するのに役立つ可能性があります。
NIRSは、その限界にもかかわらず、特定の領域の酸素をリアルタイムで非侵襲的かつ継続的に監視する良い手段です。世界的な組織灌流を評価するための代替方法は、侵襲的かつ不連続である:動脈血の引き出し、血清乳酸塩濃度、中央静脈飽和または頸球根の酸素飽和。これらは、血液の引き出しが繰り返し発生して頻繁に起原性貧血を発症し、動脈血の描画中に脳rSO2が損なわれる早産児において特に問題となり得る。心拍出量が低い場合、体外膜酸素化中、または非拍動性心拍支援装置が使用されている場合、脈動性の流れを必要とせず、低酸素症のリスクがある領域を選択的に監視することさえできるため、NIRSは依然として機能します。これらの領域におけるrSO2の変化は、心拍出量7の減少の初期徴候として役立つことができる。これらの特徴によって、NIRSは、現在、組織飽和の他の尺度から得ることができない必須の臨床情報を提供する。
新生児および小児集中治療におけるrSO2モニタリングの適用範囲は、今後拡大する可能性が高い。潜在的なアプリケーションの1つは、外傷性脳損傷後の脳血球を監視するが、すでに50、51、52、53、54、55の成人で調査されている。早産児では、目標指向酸素補充は、脳低酸素血症17、18、19を減少させることによって、より良い神経発達の結果をもたらす可能性がある。他の脳バイオマーカーとの脳NIRSの組み合わせも有望である可能性があります。例えば、振幅を統合した脳波とNIRSを組み合わせることは、中程度の低酸素性虚血性脳症56における予後を決定するのに役立つ。この組み合わせのための可能なさらなるアプリケーションは、侵害されたヘモダイナミクスまたは発作23を含む。
要約すると、NIRSは、より広範なアプリケーションの可能性を秘めている有望な技術です。正しく適用され、解釈されたrSO2 測定は、合併症や悪化した臨床状態を早期に検出し、様々な臨床現場で治療を導くのに役立ちます。このプロトコルは臨床医に異なったボディの場所でrSO2 の測定を設定し、解釈し、それらの結果を解釈するためのツールを提供する。

近赤外分光法(NIRS)は、脳、筋肉、腎臓、肝臓または腸1、2、3、4、5、6、7、8、9における地域組織の酸素飽和度(rSO2)を非侵襲的に測定する。「リアルタイム」酸素消費量と体細胞組織飽和度10を監視するために集中治療および心臓手術に適用される。
皮膚上のプローブは、組織および骨を約1〜3cmの深さまで貫通する近赤外光(700〜1000nm)11を放出し、それによって散乱され、吸収され、反射される12である。プローブ内の検出器は、反射光の量を感知し、脱酸素ヘモグロビンの相対量を表し、地域の酸素化飽和度をパーセント(%)2で示す数値を計算する。パルスオキシメトリー(全身酸素供給を反映し、脈動性の流れを必要とする)とは異なり、NIRSは静脈酸素飽和度を反映し、脈動性の流れを必要としないため、心肺バイパス7などの低流量の状況に適しています。
rSO2は、組織における酸素供給と消費のバランスを反映しており、変化が臨床的に明らかになる前でも、どちらかの変化が目に見えるようになる。ベースラインに対する変化は、絶対測定値自体が 10、13、14、15、16 よりも重要です。rSO2を測定することは臨床医が心臓手術、心肺バイパス、および集中治療室で患者を監視するのに役立ちます。また、早産児の酸素療法を指導し、腎臓、スプランチ、および全身灌流12、17、18、19、20、21を監視することができます。
NIRSは、安全で実現可能な22であり、組織の酸素化を連続的に監視する簡単な方法です。他の脳バイオマーカーおよび神経モニタリング技術(例えば、連続または振幅統合脳脳体)と組み合わせることで、NIRSは新生児および小児23,24において将来(マルチモーダル)モニタリングにおいて役割を果たす可能性が高い。本稿では、臨床医に対して、異なる臓器系に対するNIRSモニタリングの設定方法、生理学の変化に対応するrSO2値の進化、臨床現場の代表的な結果の提示方法を紹介します。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>cotton swab</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>for skin cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (Adult Regional Saturation Sensor)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>SAFB-SM</td>
			<td>The adult regional saturation sensor Model SAFB_SM has been designed for cerebral-somatic monitoring of site-specific regional oxygen saturation (rSO2) in adult patients &#62; 40 kg.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (Pediatric Regional Saturation Sensor)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>SPFB</td>
			<td>The pediatric regional saturation sensor Model SPFB has been designed for cerebral-somatic monitoring of site-specific regional oxygen saturation (rSO2) in pediatric patients &#60; 40 kg.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (preamplifier with Cable)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>5100C- PA (Ch 1&#38;2)</td>
			<td>Amplifier connects NIRS sensors (Canal 1&#38;2) to monitor 5100C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (preamplifier with Cable)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>5100C- PB (Ch 3&#38;4)</td>
			<td>Amplifier connects NIRS sensors (Canal 3&#38;4) to monitor 5100C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS (Reusable Sensor Cable)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>RSC-1 - RSC-4</td>
			<td>The Reusable Sensor Cables are intended for multiple use. For use with SomaSensor SAFB-SM and SPFB.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS 5100C Monitor (Cerebral/Somatic Oximeter)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>5100C</td>
			<td>Monitor for displaying and recording NIRS data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS Analytics Tool</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>Version 1.2</td>
			<td>Evaluation and display of &#34;Real Time&#34; and Case History data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OxyAlert NIRSensor (Cerebral/somatic -Neonatal)</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>CNN/SNN</td>
			<td>OxyAlert NIRSensors disposable sensor has a small adhesive pad with a gentle hydrocolloid adhesive for use with peadiatric, infant an neonatal patientes. Suitable for patients &#60;5kg.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB Flash Drive</td>
			<td>Covidien/Medtronic</td>
			<td>5100C-USB</td>
			<td>Collects and transfers Date to INVOS Analytics Tool</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

how to administer near-infrared spectroscopy in critically ill neonates, infants, and children

近赤外分光法(NIRS)は、酸素化および脱酸素ヘモグロビン分子の異なる吸収スペクトルを用いて、局所組織酸素化(rSO2)を計算します。皮膚に配置されたプローブは、吸収され、散乱し、下層の組織によって反射される光を放出する。プローブ内の検出器は、反射光の量を感知する:これは、酸素供給と消費の器官固有の比率を反映する - 脈動流とは無関係である。最新のデバイスは、異なるボディサイトで同時監視を可能にします。rSO2 曲線の上昇またはディップは、バイタルサインがそれらを示す前に酸素の供給または供給の変化を視覚化します。開始点に対する rSO2 値の進化は、絶対値よりも解釈の方が重要です。
NIRSの日常的な臨床応用は、心臓手術中および心臓手術後の体細胞および脳酸素化の監視である。また、壊死性腸炎のリスクがある早産児、低酸素性虚血性脳症を有する新生児および組織酸素化障害の潜在的リスクで投与される。将来的には、NIRSはマルチモーダル神経モニタリングでますます使用されたり、他の状態(蘇生や外傷性脳損傷の後など)患者を監視するために適用されたりする可能性があります。

測定されたrSO2値は、酸素供給と消費の比率(図1A)から生じる。代謝特性の違いは、年齢や臓器によって、わずかに異なる正常値を導く(表2)。脳を除く - 科学的に評価された参照値は、早産児と新生児に対してのみ存在する26,27,28,29,30,31そしてプロトコルステップのほとんどは、製造業者の勧告、個人的な経験、および専門家の意見に依存しています ( 表3) 。これは、値が使用されるデバイスとセンサーに依存し、高い個人間変動性30、32を明らかにしているという事実によるものです。ベースラインに対する重要な低い値と重大な変化は、経験と専門家の意見から生まれます。
酸素の供給と供給が生理的な値でバランスが取れている場合、組織の酸素化は正常範囲内である。酸素供給または消費の変化により、rSO2 値が低下または上昇する(図1B,1C)。正常な脳と腎NIRS値を明らかにする典型的な曲線は、最初から午後14時25分まで 図 2に表示されます。
以下では、基礎となる生理学的状態の変化がrSO2にどのような影響を与えるかを示す例を示します。心臓手術中、医師は制御された方法で循環を操作するので、rSO2への影響は観察しやすい。例えば、下降大動脈をクランプすると脳の灌流が起こり、対応するrSO2が上昇します。下半身の灌流はrSO2減少をもたらす(図2)。もう一つ - 非外科的 - 脳血流の増加および上昇した脳rSO2の原因は、高い心拍出量と組み合わせて超力学的ショックである(図3)。
コールドショックでは、安定した脳rSO2 と共に低下する腎rSO2 が最初の兆候であり得る。腎と脳rSO2 の両方の減少は、コース23の後半で起こり得る。脳と腎臓を組み合わせたNIRSは、脳灌流が正常なレベルで維持されるショックの初期段階を特定するのに役立ちますが、体性灌流はすでに23に障害されています。
2つの脳NIRSプローブを使用する場合、右と左側の値は似ている必要があります - 右チャネルと左チャネルNIRSの間の不協和は、NIRSセンサーの不完全な接着(図4、赤い星)によって引き起こされるか、合併症を示す:いくつかの心臓手術の間に、脳は1つの頸動脈を介して選択的に浸透し、脳内の動脈(左右の円の供給)を使用する。この手順を通して、2つの脳NIRSチャネル間の不協和音は、ウィリスの機能不全の円を診断するのに役立ちます(図5)。
NIRSによって発見された合併症の別の例は、静脈のスタシスおよび下げ脳酸素供給につながる心肺バイパス中に脱臼した静脈の上科カニューレである(図6)。NIRSの使用は、そうでなければ検出されずに重度の脳損傷をもたらすであろう障害のある脳灌流を特定するのに役立ちます。
心臓手術や心臓集中治療の他に、rSO2測定は「標準的な」小児集中治療を促進することができます - 合併症や治療の変化は、脳rSO2の変化を伴うことができます(図7)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig1v2.jpg"> 図1:酸素需給比率のバランスを取る (A)生理学的条件下では、酸素供給と消費がバランスを取り、局所組織酸素化は正常範囲内である。(B) 脳rSO2の減少は、酸素消費量の増加または酸素供給の減少のいずれかから生じる。脳のNIRS値が低い、または減少する理由を図に示します。例えば、発熱は体温の1°C上昇あたり10〜13%の脳の酸素消費量を増加させます。脳のけいれんは、酸素消費量を最大で増加させることができます 150-250% .(C) 脳rSO2の増加は、酸素消費量の減少または酸素供給の増加に起因する。この図では、大脳のNIRS値が高い、または上昇する理由が示されています。80%以上の脳rSO2は、脳血管の自己調節の喪失後の高大脳血流によって引き起こされる、「贅沢な灌流」とも呼ばれる。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig1v2large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig2v2.jpg"> 図2:下降大動脈のクランプ中の脳および腎rSO2 の進化。 当初、脳(青)rSO2は、生理的条件のように、腎rSO2(黄色)よりも低い。下降大動脈のクランプアウト中に、脳の血流が増加し、体の下半分が不足している。これにより、脳rSO2が上昇し、腎rSOが2滴低下する。赤い領域は、腎rSO2値がベースラインより25%以上減少したため、極めて低いことを示しています。大動脈クランプを取り外し、大動脈の再構成を確立し、正常な循環を確立した後、両方のrSO2曲線は正常化する。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig2v2large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig03.jpg"> 図3:超動的衝撃。 心臓手術後に集中治療室に到着し、人工呼吸器管を交換した後、私たちは機械的換気(欠陥のあるフィルターによる高換気圧力で低潮量に達する)で深刻な問題を経験しました。患者は、90%の増加した中央静脈飽和と92%まで脳rSO2 を増加させる超力学的ショックおよび呼吸性アシドーシスを発症した。フィルター、液蘇生、および血管圧子治療を変更した後、患者は迅速に安定化し、脳rSO2 は正常化した。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig03large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig04.jpg"> 図4: 低体温症および深低体温心停止中のNIRS値の進化 この図は、低体温下で脳および腎NIRS値がどのように変化するかを示し、心肺バイパスの流れの調整および深い低体温心停止(大動脈および心室中隔欠損の移調を有する患者における動脈スイッチ手術)における。患者のベースラインrSO2 値は、脳の59%(左、黄色)および64%(右、青)、左腎臓の32%(緑色)である。体の下半分への血液供給は、動脈管に依存する。術中に誘発された低体温は酸素消費量を減らし、特に腎臓におけるNIRS値の上昇につながる。NIRS値の増加に伴い、心肺バイパスの流量を減少させた。変化した代謝状況(例えば、不十分な深部麻酔による)によって生じるNIRS値の低下により、流れは再び調整された。深い低体温心停止の間に、腎および脳rSO2 は極めて低い値に落ち、生理学的循環を再確立した直後に再び上昇した。矢印付きの赤い星は、不完全なプローブ接着のために右脳NIRS曲線に2つのディップを示しています。センサーを皮膚にそっと再成形した後、値は再び左側と平行に実行されます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig04large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig05.jpg"> 図5 大動脈弓手術中のウィリスの機能不全の円. 右頸動脈(赤い矢印)を介して脳を選択的に透過するとすぐに、ウィリスの円を介して脳内副内の副次的な部分が不十分であるため、左側(濃い青色)で測定されたrSO2 は減少する。左頸動脈に追加のカニューレを配置した後、両半球の十分な灌流およびしたがって正常なNIRS値が達成される。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig05large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig06.jpg"> 図6:脱臼した心肺バイパスカニューレによる上部静脈閉塞の検出 心肺バイパスの開始後(心房中隔欠損の閉鎖のため)、脳NIRS値が低下した。トラブルシューティングの結果、静脈心肺バイパスカニューレが脱臼し、上の大静脈の閉塞と脳静脈排液障害が発生することが示された。これは、低rSO2 値を介してのみ検出された酸素の脳不足を引き起こした。上の静脈カニューレを再配置した後、静脈流が回復し、NIRS値が正規化された。6:心肺バイパスを開始します。36大オルタクランプ。虚血の11末端。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig06large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig07v2.jpg"> 図7:小児患者における脳rSO2 の変化。 溺死寸前の後、この患者は体外膜酸素化に置かれた。動脈血ガス分析の側面の違いにより、第2の脳NIRSセンサーを設置しました(黄色)。筋肉弛緩の終わり(A)、体外膜酸素化システム(B)の変化、血圧変動(A、C)、ヘモトアックス(C)の効果は、NIRS曲線の変化によって反映される。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig07large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61533/61533fig08.jpg"> 図8:髪の上にNIRSプローブを配置する。 (A)この患者は額に毛が多い。(B) NIRSプローブはまだ設置されていた。(C)デバイスは、信号強度が最適でなかっていることを示します。(D) NIRS曲線値と曲線の経過は、外科的処置(エブシュタイン異常における再建手術)の間の行動に従う。絶対値は、たとえ正常に見えても解釈できないことに注意してください。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61533/61533fig08large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">メーカー</td>
			<td rowspan="2">デバイス</td>
			<td colspan="3">年齢層</td>
		</tr>
<tr>
<td>新生児</td>
			<td>幼児/子供</td>
			<td>大人</td>
		</tr>
<tr>
<td>キャスメド</td>
			<td>フォアサイトエリート</td>
			<td>< 8 kg</td>
			<td>≥ 3 kg</td>
			<td>≥ 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>マシモ</td>
			<td>O3オキシメトリーを持つルート</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>≥ 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>メドトロニック</td>
			<td>インボス5100C</td>
			<td>< 5kg</td>
			<td>5~40kg</td>
			<td>> 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>メドトロニック</td>
			<td>インボス 7100C</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>> 40 kg</td>
		</tr>
<tr>
<td>ノニン</td>
			<td>センスマートモデルX-100</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>< 40 kg</td>
			<td>> 40 kg</td>
		</tr>
</tbody></table>表1:NIRSプローブ(メーカー別、重量範囲別)
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">器官</td>
			<td rowspan="2">年齢層</td>
			<td rowspan="2">生理学的条件下での近似値 [%]</td>
			<td>非常に低い値</td>
			<td>非常に高い値</td>
			<td rowspan="2">ベースライン [%]Eに対する重大な相対変更</td>
		</tr>
<tr>
<td>[%] E</td>
			<td>[%]E</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">脳</td>
			<td>早産児</td>
			<td>60 – 9026,27,30
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 90</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>新生児</td>
			<td>60 – 9026,29,E
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 80</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>幼児/子供</td>
			<td>60 – 8026,E
</td>
			<td>< 45</td>
			<td>> 80</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">腎臓</td>
			<td>早産児</td>
			<td>70 – 9028,30
</td>
			<td>< 40</td>
			<td rowspan="3">未定義</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>新生児</td>
			<td>80 – 9526,29
</td>
			<td>< 40</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td>幼児/子供</td>
			<td>定義されていない、脳の値よりも5-15%高くなる傾向があります 26,31,E
</td>
			<td>< 40</td>
			<td>> 25</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">腸</td>
			<td>早産児</td>
			<td>18 – 8026,30
</td>
			<td rowspan="3">未定義</td>
			<td rowspan="3">未定義</td>
			<td rowspan="3">未定義</td>
		</tr>
<tr>
<td>新生児</td>
			<td>55 – 8026,29
</td>
		</tr>
<tr>
<td>幼児/子供</td>
			<td>定義されていない、脳値26,Eより5-15%高くなる傾向がある
</td>
		</tr>
<tr>
<td>肝臓</td>
			<td rowspan="2"></td>
			<td>未定義</td>
			<td>未定義</td>
			<td>未定義</td>
			<td>未定義</td>
		</tr>
<tr>
<td>筋肉</td>
			<td>未定義</td>
			<td>未定義</td>
			<td>未定義</td>
			<td>未定義</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="6">
E経験/専門家の意見</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="6">絶対値は、使用されるデバイスとセンサー、代謝状態に依存し、個人間変動性が高いことを示します。これらは注意して解釈する必要があります - 疑わしい場合は、ベースラインに対する変化がより意味のあるものになります。</td>
		</tr>
</tbody></table>表2:臓器及び年齢層による典型的なrSO2 値。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">ステップ</td>
			<td>証拠のレベル*</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">NIRSプローブを配置する前にスキンを洗浄する</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">新生児、乳幼児、および異なる年齢の子供におけるNIRSの使用</td>
			<td>1-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">額に2つのNIRSセンサーを使用</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">NIRSプローブの正しい配置を確実にするための超音波の使用</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">NIRSプローブを異なる位置(脳、肝臓、腸、腎臓、足、筋肉)に配置する</td>
			<td>(1-)2-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">参照値に関するNIRS値の解釈</td>
			<td>2-5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="3">*オックスフォードの証拠センターに基づく医学のエビデンスレベルによると: 1 - 狭い信頼区間を持つ無作為化比較試験/無作為化比較試験の系統的レビュー;2 – コホート研究/個々のコホート研究または低品質無作為化比較試験の系統的レビュー;3 – ケースコントロール研究/個別のケースコントロール研究の体系的なレビュー;4 – ケースシリーズと質の悪いコホートとケースコントロールの研究;5 – 専門家の意見.</td>
		</tr>
</tbody></table>表 3: プロトコルステップの証拠レベル

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How to Administer Near-Infrared Spectroscopy in Critically ill Neonates, Infants, and Children

このプロトコルは、臨床医が乳児と小児の異なる身体部位で局所組織酸素化を測定するのを助けるために設計されている。これは、組織酸素化が潜在的に損なわれる状況で使用することができます, 特に心肺バイパス中に, 非脈動性心支援装置を使用するとき, 重症新生児で, 乳児や子供.

重症新生児、乳児、小児における近赤外分光の管理方法

Near infrared spectroscopy (NIRS) calculates regional tissue oxygenation (rSO2) using the different absorption spectra of oxygenated and deoxygenated ...

近赤外分光法は、心肺バイパス、ECMO、または重篤な病気の間に様々な臓器の組織酸素を監視するのに役立ちます。NIRSの主な利点は、非侵襲的であり、測定が連続的に行われることです。この手法の視覚的なデモンストレーションは、特に腹部のアプリケーションでは、この方法の取り扱いと落とし穴を指摘するために重要です。手順をデモンストレーションすることはフランクになります。彼はエアランゲン大学の小児病院で灌流者です。まず、NIRSデバイスの電源を入れ、プリアンプを接続します。患者のデータを入力し、患者の体重および使用目的の部位に応じて適切なプローブを選択します。プローブをプリアンプに接続します。患者の皮膚が清潔で乾燥していることを確認して、最適な接着を行ってください。必要に応じて綿棒で肌を乾かします, 非常に注意してください, または皮膚が脆弱な場合は、クリーニングを省略.正しいプローブ位置を特定した後、プローブの中心を白いカバーの側面に向かって慎重に曲げ、プローブの粘着性の表面に触れることなくカバーをそっと剥がします。プローブの中心から側面まで、皮膚にセンサーを配置し、プローブの端が皮膚にしっかりと接続されていることを確認します。プローブが切断されると、間違ったNIRS値が取得されます。皮膚病変を避けるために、プローブを非常に未熟または脆弱な皮膚に置かないでください。プローブを脆弱な皮膚に配置する必要がある場合は、皮膚とプローブの間にセロハンの層を使用するか、カバーをオンのままにします。脳の位置が選択されている場合は、前頭皮質から値を得るために、額の上頭の上眼窩領域にNIRSプローブを置きます。プローブを毛髪、前頭側の正鼻腔、側頭筋、ネビ、上側矢状の鼻腔、頭蓋内出血、その他の異常の上に置かないでください。2つのプローブの配置は、臨床設定がこれを必要とする場合、両方の半球の選択的分析を可能にする。隣接するプローブは干渉を避けるために信号を交互に放出して測定します。プローブをセマティック位置に配置する場合は、対象領域の上の位置を選択します。脂肪沈着、髪、骨を避けてください。プローブをネビ、血腫、皮膚の負傷の上に置かないでください。NIRS信号の深さは約2.5センチメートルです。腎臓にプローブを配置するには、まず、後頭座矢超音波検査を介して腎臓を見つける。皮膚から臓器への距離が、プローブの最大深さを超えないようにしてください。プローブを腸に置くときは、単に臍の下や右または左下の象限に関心のある領域に置きます。肝臓の配置のために、プローブを肝臓の上に配置し、超音波によって位置を確認し、肝臓組織が少なくとも放出された光が浸透するのと同じくらい深くであることを確認する。プローブは足の足底部分に置くこともできます。身体の最も遠い部分でNIRSを測定すると、低体温症、ショック患者、または心肺バイパス中など脈拍酸化測定が機能しない状況での末梢灌流に関する情報が得られます。最後に、プローブは、目的の筋肉に配置することができます。測定の開始点を反映するデバイス上の対応するボタンを押して、プローブを配置してから1~2分でベースラインを設定します。各モニタリング対象領域における組織灌流の進化は、ベースライン値からの変化に依存することによって個別に観察され、解釈することができる。デバイスが記録品質が悪い場合、または値が不適切である場合は、前の手順がすべて正しく実行されていることを確認します。すべての電気プラグの接触およびプリアンプを点検して下さい。必要に応じて、プローブを交換します。外部光源がセンサーに影響を与えているため、除去できない場合は、プローブをカバーします。技術的な問題を排除した後、患者に臨床的合併症がないか確認し、治療を調整して以下のパラメータを最適化します。測定された地域組織の酸素化値は酸素供給と消費の比率から生じる。代謝特性は、年齢や臓器によってわずかに異なる正常値につながります。脳を除いて、科学的に評価された基準値は早産児および新生児に対してのみ存在する。酸素の供給と供給が生理的な値でバランスが取れている場合、組織の酸素化は正常範囲内である。いずれかの変化は、局所組織の酸素化値が低下または上昇する原因となる。正常な脳および腎近赤外分光法またはNIRS値を明らかにする典型的な曲線がここに表示される。下降大動脈をクランプすると、脳灌流および対応する局所組織酸素化が上昇する。脳血流の増加と脳局所組織酸素化の上昇のもう一つの原因は、高い心拍出量と組み合わせた超力学的ショックである。2つの脳NIRSプローブを使用する場合、右側と左側の値は似ているはずです。右チャンネルと左チャンネル間の不協和音は、センサーの不完全な接着によって引き起こされるか、または合併症を示す。いくつかの心臓手術の間に、脳は1つの頸動脈を介して選択的に浸透し、脳内の副次的な副次物を利用して反対側を供給する。この手順を通じて、2つの脳NIRSチャネル間の不協和音は、ウィリスの機能不全サークルを診断するのに役立ちます。NIRSはまた、心肺バイパス中に脱臼した静脈カバの優れたカニューレを発見するのに役立ち、静脈のスタシスと脳酸素供給の低下につながります。NIRSを管理する際に最も重要なことは、適切な位置を選択し、プローブを徹底的に配置することです。

Research

JoVE Journal

Medicine

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炎症性プラークの赤外蛍光（NIRF）血管内分子イメージング、マルチモーダルアプローチの近くin vivoでの動脈硬化のイメージングに

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

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Near Infrared Optical Projection Tomography for Assessments of &beta;-cell Mass Distribution in Diabetes Research

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By adapting OPT to include the capability of imaging in the near infrared (NIR) spectrum, we here illustrate the possibility to image larger bodies of ...

Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery

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直接脳血栓塞栓を可視化するための複合近赤外蛍光イメージングおよびマイクロコンピュータ断層撮影

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Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in SJL/J mice is a model for relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS). Clinical EAE scores describing ...

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骨格筋血管カップリング、酸化容量、および 'ワンストップ ショップ「近赤外分光法を用いた微小血管機能

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重症患者における全血エンドトキシア血症の検出に関するエンドトキシン活性アッセイ

Lipopolysaccharide, also known as endotoxin, is a fundamental component of gram-negative bacteria and plays a crucial role in the development of sepsis ...

A New Best Practice for Validating Tail Vein Injections in Rat with Near-infrared-Labeled Agents

近く-赤外線-ラベル エージェントとラットの尾静脈注射を検証するための新しいベスト プラクティス

Intravenous (IV) administration of agents into the tail vein of rats can be both difficult and inconsistent. Optimizing tail vein injections is a key part ...

Near Infrared Photoimmunotherapy for Mouse Models of Pleural Dissemination

胸膜普及のマウスモデルに対する近赤外光免疫療法

The efficacy of photoimmunotherapy can be evaluated more accurately with an orthotopic mouse model than with a subcutaneous one. A pleural dissemination ...